JP4210611B2 - スパークプラグ用主体金具の製造方法 - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグ用主体金具の製造方法に関する。

一般的なスパークプラグ１００は、図６に示すように、筒状の主体金具９０を備えている。この主体金具９０内には、主体金具９０の軸方向に延在し、両端を主体金具９０の両端から突出させた筒状の絶縁体９１が固定されている。また、主体金具９０の軸方向には中心電極９２が延在し、中心電極９２の先端は絶縁体９１の先端から突出され、中心電極９２の後端は絶縁体９１内で端子９４と電気的に接続され、端子９４が絶縁体９１の後端から突出されている。一方、主体金具９０には接地電極９３の一端が固定され、接地電極９３の他端部は中心電極９２との間に放電ギャップを形成している。

この種のスパークプラグを構成する主体金具９０は、特許文献１記載のように、以下のように製造される。まず、第１工程において、円柱状の第１ワークを用意し、この第１ワークを軸方向に押出し成形する。これにより、小径部と、この小径部と同軸で一体をなす大径部とからなる第２ワークを形成する。そして、第２工程において、第２ワークをさらに軸方向で押出し成形する。これにより、大径部に小径部とは反対側から第１軸孔を形成するとともに、この大径部の小径部とは反対側の一部に軸方向に垂直な断面が多角形をなす角部を有する第３ワークを形成する。次いで、第３工程において、第３ワークをさらに軸方向で押出し成形する。これにより、更に第１軸孔を大径部の角部よりも小径側に形成するとともに大径部のうち角部よりも小径部側を径方向に膨出させてフランジ部を有する第４ワークを形成する。この際、特許文献１開示の製造方法では、小径部に第２軸孔を形成して小径部を円筒状の小径円筒部としながらこの第３工程を３段階行い、かつ３段階目の工程において、第１軸孔と第２軸孔とを連通させている。

得られた第４ワークは、図７に示すように、大径部８０の角部８１の小径円筒部８５と反対側及びフランジ部８２側の外周面に切削加工が施され、これによりそれらの部分に薄肉部８３、８４が形成されるとともに、残部の角部８１がスパナ等によって挟持され得る部分として残される。また、第４ワークの小径円筒部８５の外周面には雄ねじ８６が形成される。こうして得られた主体金具９０は、連通する第１軸孔８９及び第２軸孔８８内に中心電極９２等が組みつけられた絶縁体９１が挿通され、薄肉部８３を軸側にかしめることにより絶縁体９１等と一体にされる。また、主体金具９０の小径円筒部８５の先端に接地電極９３が溶接等によって固定される。こうしてスパークプラグ１００が得られる。

特開平４−３２９２８７

しかし、近年、部品の小型化の要請等から、スパークプラグについても小型化が要請されつつある。発明者らは、この要請の下、上記従来の製造方法によってそのような小さなスパークプラグ用の主体金具を製造しようと試みたが、その製造方法によっては、そのような主体金具を効率よく製造することが困難であった。つまり、その製造方法によってそのような主体金具を製造すると、主体金具に割れを生じやすい。また、加工金型の寿命も短くなる。

すなわち、スパークプラグの小型化に伴う主体金具の小型化は角部の外径の小径化を伴う一方、フランジ部においては、エンジンのシリンダブロックとの好適な封止性のためにその外径がある程度の大きさを有することが依然として要求される。つまり、角部の外径とフランジ部の外径との差がより大きくなる。そこで上記従来の製造方法のように、第３工程のみで、大径部のうち角部よりも小径部側を径方向に一気に膨出させてフランジ部を形成するため（パンチにより径方向に膨出された主体金具の材料の変位量が大きいため）、主体金具に割れを生じやすいのである。さらに主体金具の材料の変形量が大きいために加工金型が破綻するおそれがあり、加工金型の寿命が短くなる。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、不良品を発生し難いスパークプラグ用主体金具の製造方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明のスパークプラグ用主体金具の製造方法は、円柱状の第１ワークを軸方向に押出し成形することにより、小径部と、該小径部と同軸で一体をなす大径部とからなる第２ワークを形成する第１工程と、
該第２ワークを軸方向に押出し成形することにより、該大径部に該小径部とは反対側から軸孔を形成して、該大径部の該小径部とは反対側の一部に円筒状の大径円筒部を有する中間ワークを形成する第２工程と、
該中間ワークを軸方向に押出し成形することにより、該小径部に該大径部側から軸孔を形成して、該小径部の一部に円筒状の小径円筒部を有する第３ワークを形成する中間工程と、
該第３ワークを軸方向に押出し成形することにより、該大径円筒部を圧搾して該大径円筒部の該小径部とは反対側に軸方向に垂直な断面が多角形をなす角部を有するとともに、該角部と該小径部との間に、該小径円筒部側に押された該大径円筒部の材料と、該大径円筒部の該小径円筒部側を径方向に膨出された材料とからなり、外径が該第３ワークの該大径円筒部の外径よりも大きく該第３ワークを径方向に膨張させたフランジ部を有する第４ワークを形成する第３工程とを備えることを特徴とする。

本発明のスパークプラグ用主体金具の製造方法では、第３工程において、大径円筒部を圧搾して、大径円筒部の小径部とは反対側に軸方向に垂直な断面が多角形をなす角部を形成すると同時に、角部と小径部との間に第３ワークを径方向に膨出させたフランジ部を形成している。そのため、大径円筒部に角部を形成する際に小径円筒部に押された主体金具の材料と、大径円筒部の小径円筒部側を径方向に膨出された主体金具の材料とによりフランジ部が形成されることになる。つまり、フランジ部は、角部を形成する際に小径円筒部側に押された主体金具の材料によっても形成されるため（大径円筒部の径方向へ膨出された主体金具の材料の変位量を比較的小さく抑えることができるため）、主体金具に割れを生じ難くなる。また、主体金具の材料の変形量を比較的少量に抑えることができ、加工金型の寿命も延びる。

したがって、本発明の製造方法によれば、不良品を発生し難いスパークプラグ用主体金具を製造することができる。

なお、本発明の製造方法では、第３ワークの大径円筒部の外径は、第４ワークの角部の最大径よりも大きく、第４ワークのフランジ部の外径よりも小さくなる。これにより、スパークプラグ用主体金具の小型化に伴う角部の外径とフランジ部の外径との差が大きくなった場合でも、第３ワークの大径円筒部から第４ワークの角部及びフランジ部を形成する加工寸法が小さくなるため、より主体金具の割れが生じにくくなる。また、主体金具の材料の変化量を比較的少量に抑えることができ、加工金型の寿命もさらに延びる。

以下、本発明のスパークプラグ用主体金具の製造方法を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。

本実施形態では、まず第１工程において、図１に示す円柱状の第１ワークＷ１を用意する。ここで、図１（ａ）、（ｂ）は第１ワークＷ１の正面図及び底面図を表している。第１ワークＷ１は、炭素鋼（Ｓ２５Ｃ、Ｓ３５Ｃ）である。

そして、図２（ａ）に示す押出金型Ｐ１のキャビティＣ１に第１ワークＷ１を挿入する。この押出金型Ｐ１ではダイ１に軸方向に延びるキャビティＣ１が形成されている。キャビティＣ１は先端側（図２（ａ）下方側）が後端側よりも径小となっており、先端側と後端側との間はテーパ状の段差部が形成されている。ダイ１にはキャビティＣ１の後方側にパンチ２が上昇下降可能に設けられているとともに、キャビティＣ１の先端側にピン３及びスリーブ４が設けられている。この押出金型Ｐ１において、パンチ２を上昇させた状態でキャビティＣ１内に第１ワークＷ１を押出金型Ｐ１の後端側から挿入した後、パンチ２を下降させる。こうして第１ワークＷ１を軸方向に前方押出し成形する。これにより、小径部６と、この小径部６と同軸で一体をなす大径部７とからなる第２ワークＷ２が形成される。この際、第２ワークＷ２の両端面の軸芯上に芯出し穴６ａ、７ａが形成される。ここで、図２（ｂ）、（ｃ）は第２ワークＷ２の平面図及び底面図を表している。

次に、第２工程において、図３（ａ）に示す押出金型Ｐ２のキャビティＣ２に第２ワークＷ２を挿入する。この押出金型Ｐ２ではダイ１１に軸方向に延びるキャビティＣ２が形成されている。キャビティＣ２は先端側（図３（ａ）下方側）が後端側よりも径小となっており先端側と後端側との間には段差部が形成されている。ダイ１１にはキャビティＣ２の後方側にパンチ１２が上昇下降可能に設けられているとともに、キャビティＣ２の下方にピン１３及びスリーブ１４が設けられている。この押出金型Ｐ２において、パンチ１２を上昇させた状態でキャビティＣ２内に第２ワークＷ２を押出金型Ｐ２の後端側から挿入した後、パンチ１２を下降させる。こうして、第２ワークＷ２を軸方向に後方押出し成形する。これにより、大径部７に第１軸孔１７ａが形成され、大径円筒部１７となる中間ワークＷ２’が形成される。ここで、図３（ｂ）、（ｃ）は中間ワークＷ２’の平面図及び底面図を表している。

そして、図４（ａ）に示す押出金型Ｐ３のキャビティＣ３に中間ワークＷ２’を挿入する。この押出金型Ｐ３ではダイ２１に軸方向に延びるキャビティＣ３が形成されている。キャビティＣ３は先端側（図４（ａ）の下方側）が後端側よりも径小となっており、先端側と後端側との間には段差部が形成されている。ダイ２１にはキャビティＣ３の後方側にパンチ２２が上昇下降可能に設けられているとともに、キャビティＣ３の先端側にピン２３及びスリーブ２４が設けられている。この押出金型Ｐ３において、パンチ２２を上昇させた状態でキャビティＣ３内に中間ワークＷ２’を押出金型Ｐ３の後端側から挿入した後、パンチ２２を下降させる。こうして、中間ワークＷ２’を軸方向に後方押出し成形する。これにより、第２軸孔２６ａを形成し小径円筒部２６を有する第３ワークＷ３が形成される。ここで、図４（ｂ）、（ｃ）は第３ワークＷ３の平面図及び底面図を表している。

次に、第３工程において、図５（ａ）に示す押出金型Ｐ４のキャビティＣ４に第３ワークＷ３を挿入する。この押出金型Ｐ４ではダイ３１及びパンチアウタスリーブ３５によって軸方向に延びるキャビティＣ４が形成されている。キャビティＣ４のうちダイ３１のキャビティＣ４は同径となっている。一方、パンチアウタスリーブ３５のキャビティＣ４は先端側（図５（ａ）の下方側）が後端側よりも径大となっており、先端側と後端側の間はテーパ状の段差部が形成される。パンチアウタスリーブ３５にはキャビティＣ４の後方側にパンチ３２が上昇下降可能に設けられ、ダイ３１にはキャビティＣ４の先端側にピン３３及びスリーブ３４が設けられている。この押出金型Ｐ４において、ダイ３１とパンチアウタスリーブ３５とを離した状態でキャビティＣ４内に第３ワークＷ３を挿入した（具体的には第３ワークＷ３の先端側をダイ３１のキャビティＣ４の後端部に挿入する。）後、パンチ３２を下降させる。そしてパンチ３２を第３ワークＷ３の第１軸孔２７ａに嵌合した状態でパンチアウタスリーブ３５を下降させる。こうして、第３ワークＷ３を軸方向に後方押出し成形する。これにより、大径円筒部３７の小径円筒部３６とは反対側に軸方向と垂直な断面が多角形をなす角部３７ｃを有するとともに、角部３７ｃと小径円筒部３６との間にフランジ部３７ｄが形成される。この際、パンチアウタスリーブ３５により小径円筒部３６側に押された大径円筒部３７の主体金具の材料と、パンチ３２により大径円筒部３７の小径円筒部３６側を径方向に膨出された主体金具の材料とによりフランジ部３７ｄが形成される。ここで、図５（ｂ）、（ｃ）は第４ワークＷ４の平面図及び底面図を表している。

最後に、第４ワークＷ４を押出金型Ｐ４から取り出し、第２軸孔３６ａと芯出し穴とをドリルにより貫通させ、小径円筒部３６の外周面に雄ねじを切る。さらに従来と同様に角部３７ｃの後端側及びフランジ３７ｄ側の外周面に切削加工が施される。こうして、エンジンのシリンダブロックとの好適な封止性のためにその外径がある程度の大きさを有するフランジ部３７ｄと、フランジ部３７ｄよりも外径が小さい角部３７ｃとを有するスパークプラグ用主体金具が完成する。なお、フランジ部３７ｄにより、この主体金具を使用したスパークプラグでは、エンジンのシリンダブロックとの好適な封止性を発揮する。

このスパークプラグ用主体金具の製造方法では、第３工程において、大径円筒部２７を圧搾して、大径円筒部２７の小径部１６とは反対側に軸方向に垂直な断面が多角形をなす角部３７ｃを形成すると同時に、角部３７ｃと小径部１６との間に第３ワークＷ３を径方向に膨出させたフランジ部３７ｄを形成している。そのため、大径円筒部２７に角部３７ｃを形成する際に小径円筒部３６に押された主体金具の材料と、大径円筒部２７の小径円筒部３６側を径方向に膨出された主体金具の材料とによりフランジ部３７ｄが形成されることになる。つまり、フランジ部３７ｄは、角部３７ｃを形成する際に小径円筒部３６側に押された主体金具の材料によっても形成されるため（大径円筒部２７の径方向へ膨出された主体金具の材料の変位量を比較的小さく抑えることができるため）、主体金具に割れを生じ難くなる。また、主体金具の材料の変形量を比較的少量に抑えることができ、加工治具の寿命も延びる。

したがって、本実施形態の製造方法によれば、不良品を発生し難いスパークプラグ用主体金具を製造することができる。

なお、本発明においては、上記した具体的な実施形態に限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施形態とすることができる。

本発明は、大径円筒部の径より小さい径の角部が形成されたスパークプラグ用主体金具の製造方法に利用可能である。

実施形態のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、第１ワークの正面図及び底面図である。 実施形態のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、第１工程における成形機の断面図及び第２ワークの平面図、底面図である。 実施形態のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、第２工程における成形機の断面図及びワークの平面図、底面図である。 実施形態のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、第２工程における成形機の断面図及び第３ワークの平面図、底面図である。 実施形態のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、第３工程における成形機の断面図及び第４ワークの平面図、底面図である。 従来のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、スパークプラグの一部断面の側面図である。 従来のスパークプラグ用主体金具の製造方法に係り、主体金具の一部断面の側面図である。

符号の説明

Ｗ１…第１ワーク
Ｗ２…第２ワーク
Ｗ３…第３ワーク
Ｗ４…第４ワーク
６、１６…小径部
７、１７…大径部
２６、４６…小径円筒部
２６ａ、４６ａ…第２軸孔
２７、４７…大径円筒部
１７ａ、２７ａ、４７ａ…第１軸孔
４７ｃ…角部
４７ｄ…フランジ部

Claims (1)

1. 円柱状の第１ワークを軸方向に押出し成形することにより、小径部と、該小径部と同軸で一体をなす大径部とからなる第２ワークを形成する第１工程と、
   該第２ワークを軸方向に押出し成形することにより、該大径部に該小径部とは反対側から軸孔を形成して、該大径部の該小径部とは反対側の一部に円筒状の大径円筒部を有する中間ワークを形成する第２工程と、
   該中間ワークを軸方向に押出し成形することにより、該小径部に該大径部側から軸孔を形成して、該小径部の一部に円筒状の小径円筒部を有する第３ワークを形成する中間工程と、
   該第３ワークを軸方向に押出し成形することにより、該大径円筒部を圧搾して該大径円筒部の該小径部とは反対側に軸方向に垂直な断面が多角形をなす角部を有するとともに、該角部と該小径部との間に、該小径円筒部側に押された該大径円筒部の材料と、該大径円筒部の該小径円筒部側を径方向に膨出された材料とからなり、外径が該第３ワークの該大径円筒部の外径よりも大きく該第３ワークを径方向に膨張させたフランジ部を有する第４ワークを形成する第３工程とを備えることを特徴とするスパークプラグ用主体金具の製造方法。

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